剖析 Vue 3 源码中 `effect` 函数 (即响应式副作用函数) 的核心作用,以及它是如何与 `track` 和 `trigger` 配合工作的。

各位观众,晚上好! 今天咱们聊聊 Vue 3 响应式系统里的大明星——effect 函数,以及它的小伙伴 tracktrigger。 保证让各位听完之后,不仅知其然,还知其所以然,以后面试再被问到,直接把面试官讲到怀疑人生。

开场白:响应式系统的江湖地位

在现代前端框架里,响应式系统绝对是核心基石。 想象一下,你修改了一个数据,页面上对应的部分就能自动更新,这感觉是不是很棒? 这背后,就是响应式系统在默默地为你负重前行。

Vue 3 的响应式系统经过了重构,性能更高,也更加灵活。 而 effecttracktrigger 这三位,就是这个响应式系统中的核心人物。

effect: 副作用的化身

effect 函数,中文翻译过来就是“副作用”。 听起来有点吓人,但其实它只是负责执行那些会产生副作用的代码。 啥是副作用呢? 简单来说,就是那些会改变程序状态的操作,比如更新 DOM、发送网络请求等等。

在 Vue 3 的响应式系统中,effect 的主要作用就是:

  1. 收集依赖: 当 effect 函数执行的时候,它会记录下哪些响应式数据被访问了。 这些被访问的响应式数据,就是 effect 函数的依赖。
  2. 执行回调: 当 effect 函数的依赖发生变化时,它会重新执行回调函数,从而触发副作用。

我们先来看一个简单的例子:

import { reactive, effect } from 'vue'

const state = reactive({
  count: 0
})

effect(() => {
  console.log('count 的值:', state.count)
})

state.count++ // 这会导致 effect 重新执行

在这个例子中,我们使用 reactive 函数创建了一个响应式对象 state,然后使用 effect 函数创建了一个副作用函数。 这个副作用函数会打印 state.count 的值。 当我们修改 state.count 的值时,effect 函数会自动重新执行,从而打印出新的值。

effect 函数的签名

effect 函数的基本用法如下:

function effect<T = any>(
  fn: () => T,
  options?: EffectOptions
): ReactiveEffect<T>
  • fn: 要执行的副作用函数。
  • options: 可选的配置项,可以控制 effect 的行为。

EffectOptions 的常用配置项

配置项 作用
scheduler 一个函数,用于控制 effect 函数的执行时机。 默认情况下,effect 函数会在依赖发生变化时立即执行。 但是,我们可以使用 scheduler 函数来延迟 effect 函数的执行,或者将多个 effect 函数的执行合并成一次。
lazy 一个布尔值,用于控制 effect 函数是否立即执行。 默认情况下,effect 函数会立即执行。 但是,我们可以将 lazy 设置为 true,从而延迟 effect 函数的执行。
onTrack 一个函数,当依赖被追踪时会被调用。 我们可以使用 onTrack 函数来调试响应式系统。
onTrigger 一个函数,当依赖被触发时会被调用。 我们可以使用 onTrigger 函数来调试响应式系统。
onStop 一个函数,当 effect 函数被停止时会被调用。 我们可以使用 onStop 函数来执行一些清理工作。

track: 依赖追踪的侦察兵

track 函数的作用是追踪响应式数据的依赖关系。 当我们访问一个响应式数据时,track 函数会将当前正在执行的 effect 函数添加到该响应式数据的依赖列表中。

你可以把 track 想象成一个侦察兵,它时刻关注着哪些 effect 函数访问了哪些响应式数据。

track 函数的签名

function track(target: object, type: TrackOpTypes, key: unknown)
  • target: 响应式对象。
  • type: 追踪的操作类型,例如 TrackOpTypes.GET 表示读取操作。
  • key: 被访问的属性的键。

track 函数的工作流程

  1. 获取当前激活的 effect 函数track 函数会从全局变量 activeEffect 中获取当前正在执行的 effect 函数。 如果没有正在执行的 effect 函数,则直接返回。
  2. 检查是否需要追踪track 函数会检查是否需要追踪依赖关系。 例如,如果当前正在执行的 effect 函数已经被停止,或者当前的操作是只读的,则不需要追踪依赖关系。
  3. 添加到依赖列表中track 函数会将当前正在执行的 effect 函数添加到响应式数据的依赖列表中。 依赖列表通常存储在一个 Map 对象中,其中 key 是响应式对象的属性键,value 是一个 Set 对象,包含了所有依赖于该属性的 effect 函数。

代码示例

import { reactive, effect, track, TrackOpTypes } from 'vue'

const state = reactive({
  count: 0
})

let activeEffect = null

function customEffect(fn) {
    activeEffect = fn //模拟设置activeEffect
    fn() // 模拟执行effect
    activeEffect = null // 模拟清除activeEffect
}

customEffect(() => {
  console.log('count 的值:', state.count)
})

track(state, TrackOpTypes.GET, 'count') // 模拟track

在这个例子中,我们手动模拟了 effecttrack 的调用过程。 当 customEffect 函数执行时,它会设置 activeEffect 变量,然后执行回调函数。 在回调函数中,我们访问了 state.count 属性,并调用了 track 函数,将当前的 effect 函数添加到 state.count 属性的依赖列表中。

trigger: 依赖触发的信号枪

trigger 函数的作用是触发响应式数据的依赖。 当我们修改一个响应式数据时,trigger 函数会找到所有依赖于该数据的 effect 函数,并执行它们。

你可以把 trigger 想象成一个信号枪,它在响应式数据发生变化时,会发出信号,通知所有相关的 effect 函数。

trigger 函数的签名

function trigger(
  target: object,
  type: TriggerOpTypes,
  key: unknown,
  newValue?: any,
  oldValue?: any
)
  • target: 响应式对象。
  • type: 触发的操作类型,例如 TriggerOpTypes.SET 表示设置操作。
  • key: 被修改的属性的键。
  • newValue: 新的属性值。
  • oldValue: 旧的属性值。

trigger 函数的工作流程

  1. 获取依赖列表trigger 函数会从响应式数据的依赖列表中获取所有依赖于该数据的 effect 函数。
  2. 执行 effect 函数trigger 函数会遍历依赖列表,并执行每个 effect 函数。 在执行 effect 函数之前,trigger 函数会检查该 effect 函数是否已经被停止,或者是否正在执行。 如果是,则跳过该 effect 函数。
  3. 调度执行:如果 effect 存在调度器 scheduler,则调用调度器,否则直接执行 effect

代码示例

import { reactive, effect, track, trigger, TrackOpTypes, TriggerOpTypes } from 'vue'

const state = reactive({
  count: 0
})

const myEffect = () => {
  console.log('count 的值:', state.count)
}

let activeEffect = myEffect; // 模拟设置activeEffect

const dep = new Set();

const targetMap = new WeakMap();

function customTrack(target, type, key) {
    if (!activeEffect) return;

    let depsMap = targetMap.get(target);
    if (!depsMap) {
        depsMap = new Map();
        targetMap.set(target, depsMap);
    }

    let dep = depsMap.get(key);
    if (!dep) {
        dep = new Set();
        depsMap.set(key, dep);
    }

    dep.add(activeEffect);
}

function customTrigger(target, type, key) {
    const depsMap = targetMap.get(target);
    if (!depsMap) return;

    const dep = depsMap.get(key);
    if (!dep) return;

    dep.forEach(effect => effect());
}

customEffect(() => {
  console.log('count 的值:', state.count)
})

customTrack(state, TrackOpTypes.GET, 'count'); // 模拟track

state.count++ // 触发trigger
customTrigger(state, TriggerOpTypes.SET, 'count') // 模拟trigger

在这个例子中,我们手动模拟了 effecttracktrigger 的调用过程。 当我们修改 state.count 属性时,我们会调用 trigger 函数,找到所有依赖于 state.count 属性的 effect 函数,并执行它们。

三剑客的配合:一个完美的三角恋

effecttracktrigger 这三个函数,就像一个完美的三角恋,互相配合,共同完成了响应式系统的核心功能。

  1. effect 负责发起进攻effect 函数会主动执行,并访问响应式数据。
  2. track 负责暗中观察track 函数会记录下哪些 effect 函数访问了哪些响应式数据。
  3. trigger 负责传递情报trigger 函数会在响应式数据发生变化时,通知所有相关的 effect 函数。

用表格来总结一下

函数 作用 角色
effect 创建副作用函数,收集依赖,并在依赖发生变化时重新执行回调函数。 发起者
track 追踪响应式数据的依赖关系,将当前正在执行的 effect 函数添加到该响应式数据的依赖列表中。 侦察兵
trigger 触发响应式数据的依赖,找到所有依赖于该数据的 effect 函数,并执行它们。 信号枪

进阶:computedwatch 的幕后英雄

effect 函数不仅是响应式系统的核心,也是 computedwatch 这两个高级 API 的幕后英雄。

  • computedcomputed 函数会创建一个计算属性,该计算属性的值会根据其依赖的响应式数据自动更新。 computed 函数内部使用 effect 函数来收集依赖,并在依赖发生变化时重新计算属性的值。
  • watchwatch 函数会监听一个或多个响应式数据的变化,并在变化时执行回调函数。 watch 函数内部也使用 effect 函数来收集依赖,并在依赖发生变化时执行回调函数。

总结:响应式系统的魅力

Vue 3 的响应式系统是一个非常精巧的设计,它通过 effecttracktrigger 这三个函数,实现了高效的依赖追踪和更新机制。 理解了这三个函数的工作原理,你就能更好地理解 Vue 3 的响应式系统,也能更好地使用 Vue 3 来开发应用程序。

希望今天的讲座对大家有所帮助! 如果大家还有什么问题,欢迎随时提问。

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